材料加工新技術課程建設與教學改革

王成鐸　趙紅亮　杜學山　孫玉?！±詈Ｃ?/p>

【摘要】本文介紹了鄭州大學材料科學與工程專業的研究生核心課程材料加工新技術的建設與教學改革做法。針對該專業課的特點，圍繞培養學生具有材料及其制品設計、生產和研究的科學素質及跨文化溝通能力，在課程體系、教學方法及雙語教學等方面進行了有益的改革與探索。

【關鍵詞】材料加工新技術 課程體系 教學方法 雙語教學

【基金項目】鄭州大學研究生核心學位課程建設項目，項目編號：YJSXWKC201502。

【中圖分類號】G420，G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）02-0023-02

一、引言

材料加工新技術課程是鄭州大學材料科學與工程專業的研究生核心學位課程，內容包括金屬、高分子、無機非金屬材料的成型加工理論、工藝及技術進展，目的是使學生了解影響材料性能的物理化學因素，掌握材料加工和制備的設備、方法、原理以及工藝過程。以網絡化、多媒體化為代表的現代信息技術，改變了人們對知識的獲取方式，這使得傳統的教學模式與方法面臨新的挑戰[1]。另外，經濟的全球化和教育的國際化使培養具有跨文化合作意識與溝通能力的國際化人才成為我國學生教育的當務之急[2]。為此，我們在鄭州大學研究生核心學位課程建設項目資助下從課程體系、教學方法、雙語教學等方面進行了有益的探索。

二、課程體系建設

材料的制備與加工，與材料的成分和結構、材料的性質一起，構成決定材料使用性能的最基本的三大要素[3]。因此，材料加工新技術的教學內容應該緊緊圍繞“材料-加工技術-制品性能”這條主線來展開，重點使學生了解和掌握材料、加工工藝、制品性能三者之間的關系，即材料如何通過加工技術制成具有一定性能的制品，相同的材料用不同的加工工藝所得制品的性能為何不同，制品的性能與材料本身的性質有何關系等，使學生認識到材料的成分和組織結構等對加工性能和使用性能都產生不可忽略的影響；加工工藝、工藝條件及加工設備都會影響材料的組織結構，進而影響材料的性能和應用。課程建設既要注重“強化基礎”，還要注意“緊抓創新”，突出加工新技術新工藝對材料制品性能及成本的重要影響。為此，我們在原有課程體系的基礎上，結合現代教育特點，對課程知識體系進行優化，具體包括：

1.拓展專業知識。

在課程體系中融入“計算機控制技術”、“生態環境材料學”、“材料結構與性能”等相關課程知識，組成新的課程基礎平臺，突出新課程體系的基礎性和系統性。

2.增加新技術新方法課程內容。

在原有課程內容的基礎上，新增連續擠壓與連續鑄擠、復合鑄造、金屬等溫成形、先進連接技術等內容，拓展現代材料加工的新技術、新工藝；并將材料加工的最新技術成果引入到教學內容中，保持課程中材料加工技術與方法的新穎性與前沿性。

三、教學方法改革

教學方法是影響教學目標是否能夠實現的關鍵[4]。材料加工新技術課程的許多內容涉及設備結構和操作過程，要求有一定的實際感性認識，如果只以課堂板書講授的方式教學，學生較難理解。材料制品的性能既與材料本身性質有關，又很大程度上受加工過程的影響，這涉及諸多基礎理論與生產實際。如何在教學過程中，將基礎理論與生產實際結合，使學生在學習過程中真正掌握專業知識，是本課程教學的一個難點。另外，材料加工新技術課程所涉及的內容較多，在有限的時間里很難把某一技術方法深入全面的講解，如何讓學生深入了解與自己研究相關的內容，是本課程面臨的另一個問題。

針對上述問題，本課程以多媒體課堂講授為主與觀看錄像輔助相結合的教學方法，采用啟發式和討論式等教學手段，結合課外學生文獻檢索和學習報告等形式，使學生的學習效果明顯提高。

1.多媒體課件的制作

針對材料加工新技術的課程特點，我們按新的教學內容制作了電子課件，并不斷對其進行修改，增加了許多實物照片和動畫，并對一些相對成熟的材料加工新技術的加工過程錄像，在課堂中進行播放講解，實現了課程教學的多媒體化、可視化，形成了立體化教學模式。多媒體教學的內容直觀、形象，信息量大，不但可以使學生對材料加工工藝有實際的感性認識，提高學生的興趣和注意力，而且可以延伸課堂內容，使學生真切的感受到基礎理論來源于生產實踐，同時又對生產實踐有明確的指導意義，認識到知識的價值和意義，從而自覺主動掌握知識，為學生從事科學研究和實際工藝技術的開發奠定了良好的基礎。

2.啟發式和討論式教學

啟發式教學可以把觀察到的感性知識提高到理性認識[5]，但啟發式教學必須建立在學生具有一定知識的基礎上進行，因此，教師要充分發揮主導作用，根據學生已經掌握的和需要掌握的知識，有線索、有重點地進行啟發式的講授。例如對“快速凝固技術”進行啟發式授課的線索是：在非平衡凝固理論指導下，著重講授快速冷卻對凝固組織的影響，快速凝固組織有什么特點，在此前提下，著重啟發學生思考速凝固組織與平衡凝固組織的異同，引導學生運用已掌握的材料科學基礎分析速凝固組織對材料的性能有什么影響。接下來重點講授實現快速凝固的條件和目前較為成熟的快速凝固方法，在此基礎上，著重啟發學生思考比較各種快速凝固技術的優缺點以及它們可能的改進方案，最后落實到速凝固技術的實際應用。通過這一過程，學生可以將基礎理論與實際技術很好的結合起來，并充分理解“材料-加工技術-制品性能”的主題思想，即材料及制品的性能不僅與材料本身性質有關，而且與加工工藝過程及其條件有很大關系。

課堂討論是激發學生獨立思考和創新意識，提高分析和解決實際問題能力最活躍和生動的環節[5]。在討論中要注意因材施教地啟發引導，既要注意培養學習尖子作為發言骨干，又要引導學習較困難的學生一道參加討論，對學習較被動的學生也要隨時提問，以調動各方面的積極性。最后，做出總結性講解，對新見解及正確觀點予以褒揚。在這種和諧寬松的課堂教學氛圍中學生由被動變主動，教學過程熱烈生動，所學知識印象深刻。

3.課外文獻檢索和學習報告

為使啟發式和討論式教學能順利進行，學生學習成績考核方式也作了相應的調整，讓課外文獻檢索和學習報告成為學生學習成績的重要組成部分。學習報告題目采用推薦與自選相結合的方式，針對某一具體的新技術闡述其最新進展，要求引用外文文獻不少于30篇，其中百分之八十為近兩年的新文獻，引導學生主動查閱更新知識，有效防止學生照搬抄襲。報告題目確定后，一星期后上交，在此期間學生有什么問題可以找老師討論。通過這種方式，不但可以使啟發式和討論式教學能順利進行，而且進一步讓學生深入了解與自己研究相關的內容，使材料加工新技術成為引導學生進入科研工作的有效途徑。

四、完善雙語教學

如何使學生通過對材料加工新技術課程的學習，熟悉并掌握與材料加工基礎理論和工藝技術密切相關的英語專業詞匯和文體表達，提高學生在材料及其制品設計、生產和研究的跨文化溝通能力，是我們關注的另一個重點。盡管學生經過大學的學習，而且大部分學生都通過英語四、六級考試。但學生的英語水平仍存在較大的差異，大部分學生的專業英語詞匯掌握較少。如何讓不同英語水平的學生都能從課堂上有所收獲是雙語教學面臨的一個問題。在雙語教學過程中，用中文講授一節課的內容，用雙語講授則可能需要兩節課的時間。如何在相同時間內，讓學生應掌握的專業知識不減少是雙語教學面臨的另一個問題。為此，筆者在每次上課前一天將電子課件發到學生郵箱里，供學生查閱，使學生尤其是專業詞匯掌握較少的同學做好預習工作，在課堂上僅對理解有誤的單詞以及重點專業術語進行更正和解釋，提高效率。授課遵循循序漸進的原則，節奏由慢到快。教學過程不拘泥于漢語、英語所占的比例，但在教學起始階段，采用中文講授為主的方法，尤其是重點和難點用中文講解，避免影響重要內容的學習，隨著學生適應能力及英語水平的不斷提高，逐步提高英語講授的比重，最后過渡到英文教學為主?？傊?，在學生剛接觸到雙語教學時，避免英語的難度過大，保持學生對雙語教學的興趣，使雙語教學形成良性循環。

五、結束語

隨著材料加工技術和現代信息技術的發展，只有不斷緊跟時代的步伐，完善與優化教學內容，改進教學方法，才能達到材料科學與工程專業高級專門人才的培養目標。為此，本課程在課程體系和教學方法上作了較大的改進，同時加強了雙語教學，以提高學生的跨文化合作意識與溝通能力。當然，改革不可能一蹴而就，我們會不斷對材料加工新技術的教學內容和方法進行探索，提出更加有效的實施方案。

參考文獻：

[1]陳建.對信息技術與物理課程整合的認識[J]. 教育科學，2002，（09）：48-50.

[2]呂良環.雙語教學探析[J]. 全球教育展望，2001，（04）：66-72.

[3]謝建新等編.材料加工新技術與新工藝[M]. 北京：冶金工業出版社，2004.

[4]李寶銘，張星，鄭玉嬰. 高分子材料成型與加工課程建設初探[J]. 化工高等教育，2011，113 （3）：39-42.

[5]許天增.啟發式、討論式教學的初步探索[N]. 中國教育報，2010-10-25（005）.

通訊作者：

趙紅亮，教授。